124392 (592940), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

С учетом сказанного расчетная сила резания :

Pо расч.=К*М.

при сверлении технологических отверстий

Сила Р_о при сверлении

(3,2)

крутящий момент М рассчитывается

(3,3)

Найдем значения коэффициентов и показателей степени в формулах крутящего момента и осевой силы при сверлении

С_м=0,041 q_м=2,0 Y_М=0,7 С_Р=143 q_p=1.0 y_p=0.8

D – диаметр отверстия (D=14).

Коэффициент - учитывающий механические свойства обрабатываемого материала.

(3,4)

Зная все необходимые коэффициенты найдем значения силы Ро и крутящего момента М

(3,5)

(3,6)

Р_{О расчит} = Р_О·К=18·1,512=27,216кНт (3,7)

Приложенные к заготовке силы должны предотвратить возможный отрыв заготовки от установочных элементов, сдвиг или поворот ее под действием сил резания и обеспечить надежное закрепление в течение всего времени обработки. Силы зажима не следует завышать, так как при этом увеличивается деформация заготовки в местах приложения сил, а также размеры, масса и стоимость зажимных устройств и всего приспособления. Занижение сил зажима недопустимо, поскольку не будет обеспечен надежный зажим заготовок. Поэтому при проектировании станочных приспособлений силы закрепления рассчитывают; их расчетные величины являются основой для прочностных расчетов элементов зажимных устройств и силовых приводов с требуемыми характеристиками. Расчет сил закрепления обычно направлен на обеспечение равновесия заготовки под действием приложенных к ней внешних сил. Внешними силами являются силы резания, силы закрепления, реакции опор и силы трения. Поэтому для расчета нужно знать условия обработки в проектируемом приспособлении: величину, направление и место приложения сил резания, сдвигающих заготовку, а также определить схему базирования и закрепления для нахождения места приложения сил закрепления и сил трения, препятствующих сдвигу заготовки. Величину сил резания и их моментов определяют по формулам теории резания или по данным нормативных справочников, исходя из твердости обрабатываемого материала, режимов резания, геометрии режущих инструментов и других факторов. При этом учитывают наиболее неблагоприятные условия обработки, когда силы резания будут максимальными.

Условия равновесия произвольной пространственной системы сил

В общем случае условия равновесия произвольной пространственной системы сил выражаются системой уравнений:

(3,8)

т.е. необходимыми и достаточными условиями равновесия являются равенства нулю сумм всех сил на 3 координатные оси сумм моментов всех сил относительно тех же осей.

Трение скольжение. Явление самозаклинивания.

Проиллюстрировать действие сил трения можно с помощью следующего опыта. Тело приводится в движение по горизонтальной плоскости посредством сдвигающей силы P, значение которой монотонно возрастает, начиная с нуля. Сила, препятствующая скольжению, это и есть сила трения. Опыт показывает, что скольжение начинается только по достижении некоторого предельного значения сдвигающей нагрузки, т.е. при условии P > Pпред.

При P ≤ Pпред. Тело остается неподвижным.

Так были получены общие закономерности, которым подчиняются трение скольжения (законы Кулона):

1. Сила трения скольжения в покое численно равна сдвигающей силе, противоположна ей по направлению, но не может превысить некоторой предельной величины, т.е. изменяется в пределах

(3,9)

2. Значение предельной силы трения прямо пропорционально нормальной реакции:

(3,10)

где ƒ0– так называемый коэффициент трения скольжения в покое.

Представление о величине коэффициента ƒ0 дают следующие данные: при трении стали по стали (без смазки) ƒ0 =0,20…0,30.

Величина коэффициента зависит от качества обработки трущихся поверхностей, их твердости, наличия или отсутствия смазки, качества смазки и многих других факторов.

3. Сила трения скольжения при движении направлена в сторону, противоположную скорости, и ее значение пропорционально нормальной реакции:

(3,11)

где коэффициент трения скольжения при движении. Этот коэффициент зависит от той же совокупности факторов, что и ƒ0, кроме того, от скорости движения. Обычно с увеличением скорости величина ƒ сначала убывает, а затем сохраняет почти постоянное значение или возрастает

Рис 3.1 Расчетная схема

На рисунке показана схема расположения сил при сверлении технологических отверстий в заготовке.

Будем рассматривать эту систему как сумму двух плоских систем.

перенесем силу Р_о на линию АБ но от этой силы останется момент который будет равен

Рис 3.2 Расчетная схема

Составим систему уравнений.

Учитывая, что в данном случае прижимные силы будут необходимы только где реакция N будет отрицательной.

При условии

(3,8)

отсюда легко найти N₁ и N₂

Результаты означают, что в первой опоре дополнительные силы прижима не нужны, а второй требуется сила F₂=-N чтобы прижать заготовку.

Но это мы нашли силу прижима для крепления заготовки на мнимой опоре на самом деле опоры будет две и силы прижима распределятся на них, в лучшем случае равномерно на обе опоры в худшем вся нагрузка ляжет на одну опору. В данной конструкции прижимать фрезу будут болты, т.е. по расчетам получается что нагрузку в 5,3 кН будут держать резьбовые соединения, что вполне допустимо. Теперь рассмотрим, как будет действовать крутящий момент на заготовку. Определим силы трения в опорах А и Б, ведь именно они будут препятствовать сдвигу заготовки. У нас в первой опоре получилось значение 33,07, кН но так как мы брали мнимую опору на самом деле их две и по этому силы распределятся на эти опоры. Но в этом случае можно предположить что они разделятся примерно одинаково ведь обработка будет вестись на небольшом участке примерно по средине.

Силы трения будут равны

(3,11)

Крутящий момент М равен 88,2 Н·м он достаточно мал по этому в данном случае им можно пренебречь по этому делаем вывод, что такое закрепление заготовки для сверления в ней отверстий вполне допустимо.

2.2.4 Расчет режимов резания

Скорость резания

(4,1)

С_v=313 q_v=0.65 X_v=0.32 y_v=0.28 u_v=0.18 p_v=0.23 m=0.5 t=20мм B=12мм Т=60мин s=0.06

Поправочный коэффициент , где коэффициенты Кмv, Кuv, Kmv – учитывают обрабатываемый и инструментальный материалы.

(4,2)

(4,3)

частота вращения фрезы будет находиться из выражения

(4,4)

Сила резания

(4,5)

Где С_р=12,5 x_p=0.85 y_p=0.75 u_p=1.0 _p=0 q_p=0.73

Объём одного кармана V=17510 мм³

Площадь среза концевой фрезой A=tB=2012=240 мм²

Длина пути которое нужно пройти фрезе

Подача на зуб фрезы S_z=0.06мм/зуб

Число зубьев фрезы Z=3

Частота оборотов фрезы n=510 об/мин

Найдем минутную подачу S_мин=0,063510=91,8мм

Найдем время обработки одного паза

(4,6)

на быстрый отвод подвод инструмента Т_в=0,1мин

на разворот заготовки Т_в=0,2 мин

На установку детали нужно будет затратить время на её выставление Тв=30мин. Итого

Т_шт=Т_маш+Т_в=32,2+30=62,2мин=1,03ч

Кроме того на этой операции сверлили четыре отверстия посчитаем на неё режимы резания и время необходимое на обработку этих отверстий

при сверлении технологических отверстий

Сила Р_о при сверлении

(4,7)

крутящий момент М рассчитывается

(4,8)

Найдем значения коэффициентов и показателей степени в формулах крутящего момента и осевой силы при сверлении С_м=0,041 q_м=2,0 Y_М=0,7 С_Р=143 q_p=1.0 y_p=0.8, диаметр отверстия D=14.

Коэффициент - учитывающий механические свойства обрабатываемого материала.

(4,9)

Зная все необходимые коэффициенты найдем значения силы Ро и крутящего момента М

Сила резания находится по эмпирической формуле

(4,10)

где

Найдем коэффициенты

С_V=9.8 q_v=0.4 x_v=0 y_v=0.5 m=0.2 T=15 K_MV=0.5 K_UV=1 K_lV=0.6

Частоту оборотов найдем из следующего соотношения

Найдем основное время на сверление отверстий

на четыре отверстия время затратится в два раза больше Т_М=0,618·4=2,472мин=0,041 час

В данном случае машинное время будет равно штучному времени т.к. на этой операции не предполагается устанавливать заготовку, правда нужно время для смены инструмента, но оно на столько мало что, им можно пренебречь т.к. смена инструмента на обрабатывающем центре происходит автоматически, а на загрузку инструмента идет отдельное подготовительное время.

Посчитаем сколько времени затратится на сверление отверстий и фрезеровании пазов

Т_М=0,041+0,54=0,581час

Т_шт=1,03+0,041=1,08 час

2.3 Проектирование планшайбы для круглошлифовальной операции

2.3.1 Описание конструкции установки деталей

Конструкция планшайбы состоит из деталей: планшайба, шпилька, гайка М16, гайка М20 и шайбы ф16.

На планшайбу крепят фрезу после фрезерной операции. Фреза опирается на плоскую базовую поверхность и крепится на поверхности план шайбы и прижимается к ней гайками. Для того чтобы выверить фрезу относительно центра нужно закрепить фрезу на планшайбе, которая закреплена на шпинделе круглошлифовального станка, придать вращение шпинделю вместе с планшайбой и заготовкой. На неподвижной части станка закрепить индикатор, который будет мерить радиальное биение заготовки. Стрелка индикатора будет отклоняться в одну и другую сторону, показывая тем самым отклонение заготовки относительно центра. Слесарь медным молоточком будет постукивать по заготовке в местах, где наиболее сильно отклонилась стрелка индикатора и будет выверять таким образом до тех пор пока индикатор не начнет показывать отклонения в пределах допуска, то есть 0,01мм. Как только слесарь выверил размер, он подкручивает гайки, которые крепят заготовку и опять повторяет выше описанную операцию он смотрит не сместилась ли заготовка и только после этого закручивает гайки окончательно.

Планшайба, которую я спроектировал, отличается повышенной жесткостью от той, что применялась в базовом варианте. В базовом варианте использовалась планшайба со специальными цилиндрическими вставками, на которые опиралась заготовка, внутри этих вставок проходили четыре шпильки, на них сажалась заготовка. Недостаток этой конструкции в том, что не достаточно большая опорная поверхность, зазоры между планшайбой и вставкой, между вставкой и заготовкой плюс к этому зазор между шпилькой и заготовкой.

В проектном варианте я предлагаю заменить цилиндрические вставки на жесткие рёбра тем самым обеспечивая более жесткое крепление заготовки, устойчивость к вибрациям а значит более качественную обработку.

Характеристики

Список файлов ВКР